Kolmikomponenttisten litiumakkujen ja LiFePO4-akkujen eristysmateriaalit: turvallisuusnäkökulma

Litiumrautafosfaatti (LiFePO4) ja kolmiosaiset litiumakut ovat kaksi yleisesti käytettyä akkutyyppiä uusien energia-ajoneuvojen teollisuudessa. Nämä akut hyödyntävät erilaisia ​​materiaaliratkaisuja paloeristyksen ja lämpöturvallisuuden parantamiseksi. 

Lämpöpaon riski:

Kolmikomponenttiset litiumakut: Kemiallisen koostumuksensa ja korkeamman energiatiheytensä vuoksi kolmikomponenttiset litiumparistot lisäävät riskiä, ​​että ne voivat karkaa poikkeavissa olosuhteissa, kuten ylilatauksessa, ylipurkautumisessa tai korkeissa lämpötiloissa. Tämä voi johtaa kohonneeseen tulipalon vaaraan.

LiFePO4-akut: LiFePO4-akut ovat verrattain turvallisempia, ja ne kestävät hyvin korkeita lämpötiloja, ylilatausta ja ylipurkautumista. Tästä johtuen LiFePO4-akkujen palosuojauksen ja lämmöneristyksen tarve on suhteellisen pienempi.

Eristysmateriaalit:

Kolmiosaiset litiumparistot: Ternaariset litiumparistot vaativat yleensä korkealaatuisempia eristysmateriaaleja suunnittelu- ja valmistusprosessiensa aikana, jotta voidaan lieventää lämmön karkaamiseen liittyviä mahdollisia riskejä. Näitä materiaaleja voivat olla korkean lämpötilan palonkestävät eristeet, eristenauha, eristystiivisteet ja vastaavat komponentit.

LiFePO4-akut: Niiden luontaisen turvallisuuden ja korkean lämpötilan sietokyvyn vuoksi LiFePO4-akut vaativat yleensä standardinmukaisia ​​eristysmateriaaleja ja -malleja täyttääkseen palo- ja lämmöneristysvaatimukset.

Palonsuoja- ja lämmöneristysratkaisut LiFePO4-akuille:

Mikrohuokoinen polypropeeni (MPP): Mikrohuokoista polypropeenia käytetään laajalti tulenkestävänä ja lämpöä eristävänä kerroksena LiFePO4-akuissa. Tällä materiaalilla on erinomaiset lämpö- ja sähköeristysominaisuudet, mikä vähentää lämpöhäviöitä ja parantaa akun lämpötehokkuutta. MPP:n tärkeimmät ominaisuudet ovat:

Poikkeuksellinen eristyskyky: MPP:n mikroskooppinen huokosrakenne eristää tehokkaasti akkumoduulin positiiviset ja negatiiviset elektrodit ja estää elektrolyytin tunkeutumisen. Sitä voidaan käyttää akun erottimena, mikä varmistaa akkujärjestelmän turvallisen toiminnan välttämällä oikosulkuja ja virtavuotoja.

Keraaminen silikonikumi: Keraamista silikonikumia käytetään yleisesti suojakerroksena LiFePO4-akuissa. Palonkestävyyden parantamiseksi keramiikkaan silikonikumin päälle levitetään usein kerros lasikuitua. Tulipalon sattuessa keraaminen silikonikumi muuttuu kovaksi keraamiseksi lohkoksi, joka estää palon leviämisen. Se eristää ja kestää tehokkaasti akun synnyttämiä korkeita lämpötiloja ja suojaa akkujärjestelmää lämpövaurioilta.

Piivaahto: Piivaahtoa, joustavaa ja pehmeää materiaalia, käytetään usein täyttämään LiFePO4-akkumoduulien välisiä rakoja. Se tarjoaa erinomaiset lämmöneristys- ja puskurointivaikutukset vähentäen lämmönsiirtoa ja tärinää ja parantaen samalla akun lämmönhallintaa. Piivaahdon tärkeimmät ominaisuudet ovat:

Ylivoimainen lämmöneristyskyky: Piivaahdolla on alhainen lämmönjohtavuus, mikä eristää tehokkaasti lämmönjohtavuuden akkumoduulissa ja minimoi lämpöhäviön. Tämä parantaa akkujärjestelmän energiatehokkuutta ja pidentää akun käyttöikää.

Korkeiden lämpötilojen kestävyys: Piivaahto säilyttää rakenteellisen ja suorituskyvyn vakaumuksensa korkeissa lämpötiloissa, mikä on ratkaisevan tärkeää akkujärjestelmille. Se eristää tehokkaasti ja kestää akun synnyttämien korkeiden lämpötilojen vaikutukset.

Palo- ja lämmöneristysratkaisut kolmikomponenttisille litiumakuille:

Aerogeeli: Aerogeeliä, erittäin huokoista materiaalia, jolla on poikkeukselliset lämmöneristysominaisuudet, käytetään laajasti kolmen litiumakkujen lämmöneristyskerroksena. Airgeelin tärkeimmät ominaisuudet ovat:

Alhainen lämmönjohtavuus: Airgelillä on erittäin alhainen lämmönjohtavuus, mikä eristää tehokkaasti lämmönjohtavuuden akussa ja minimoi lämpöhäviön. Tämä parantaa akun lämmönhallintaa ja vähentää ylikuumenemisen riskiä.

Korkea huokoisuus: Airgeelin erittäin avoin huokosrakenne tarjoaa suuremman pinta-alan, mikä parantaa eristystä ja estää lämmönsiirron ja virran vuotamisen sisäisten akkukomponenttien välillä. Tämä parantaa akun turvallisuutta.

Kevyt ja joustava: Airgel on kevyt ja se voidaan muotoilla sopimaan eri muotoisiin ja kokoisiin akkumoduuliin ilman merkittävää painoa.

Kiillelevy: Kiillelevyä, joka tunnetaan erinomaisesta korkeiden lämpötilojen kestävyydestään, käytetään usein lämmöneristystiivisteenä kolmen litiumakkumoduulien tai -kennojen välillä. Se estää lämmön siirtymisen ja vähentää oikosulkujen riskiä. Kiillelevyn tärkeimmät ominaisuudet ovat:

Erinomaiset eristysominaisuudet: Kiillelevyillä on erinomainen eristyskyky.

Korkean lämpötilan kestävyys: Kiillelevyt säilyttävät vakauden korkeissa lämpötiloissa ja varmistavat kestävyyden uusissa energiaajoneuvojen akuissa, jotka synnyttävät korkeita lämpötiloja käytön aikana. Kiillelevy kestää kohonneita lämpötiloja akkumoduulissa ja suojaa ympäröiviä osia lämmön aiheuttamilta vaurioilta.

Yhteenvetona voidaan todeta, että litiumrautafosfaattiakuissa ja kolmiosaisissa litiumakuissa käytetään erilaisia ​​materiaaliratkaisuja palosuojaukseen ja lämmöneristysturvatoimiin. LiFePO4-akut käyttävät usein mikrohuokoisia polypropeenimateriaaleja,